底物浓度对反应速度的影响及酶的亲和力

在其他因素不变的情况下，底物浓度的变化对反应速度影响的作图呈矩形双曲线（图5-6）。在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度的增加而急剧上升，两者呈正比关系，反应呈一级反应。随着底物浓度的进一步增高，反应速度不再呈正比例加速，增加的幅度逐渐下降。如果继续加大底物浓度，反应速度将不再增加，表现出零级反应。此时酶的活动中心已被底物饱和。所有的酶均有此饱和现象，只是到达饱和所需的底物浓度不同而已。

图5-5　酶浓度对酶促反应速度的影响

图5-6　底物浓度对酶促反应的影响

解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系最合理是中间产物学说。酶首先与底物结合成酶-底物复合物（即中间产物）后再解离为产物和酶：

米-曼氏（Leonor Michaelis和Maud L.Menten）根据中间产物学说进行了数学推导，提出了V与[S]关系的米-曼氏方程式，简称米氏方程式：(www.xing528.com)

式中Vmax为最大反应速度，Km为米氏常数，[S]为底物浓度。Km的意义如下：

（1）Km值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。当V=Vmax/2时，根据米氏方程计算，得到Km=[S]。

（2）Km值可以近似地表示酶与底物的亲和力。Km值越大，表示酶与底物的亲和力越小；Km值越小，酶与底物的亲和力越大。酶与底物的亲和力大，即Km值小，表示不需要很高的底物浓度，便可容易地达到最大反应速度。如果一种酶有几种底物，则对每一种底物都有一个特定的Km值，其中Km值最小的底物是该酶的最适底物或天然底物。

（3）Km值是酶的特征性常数。各种酶的米氏常数不同，Km值只与酶的结构、酶所催化的底物有关，与酶的浓度无关。各种同工酶的Km值不同，可借Km值相互鉴别。如有来源不同的两种同工酶，其催化作用相同，若Km值相同，则为同一种酶；若Km值不同，则为同工酶。